管理交换网络中的冗余链路(ppt 45页).ppt

第8课管理交换网络中的冗余链路 生成树协议和端口汇聚 浙江工业职业技术学院 本章内容 交换网络中的冗余链路生成树协议STP快速生成树协议RSTP配置STP RSTP以太网链路聚合 网络中存在的单点故障 故障 网络中的单点故障可导致网络的无法访问 交换网络中的冗余链路 故障 在网络中提供冗余链路解决单点故障问题 冗余链路出现的问题 环路 发送一个广播帧 广播风暴 冗余链路会造成网络环路 当交换网络中出现环路会产生广播风暴 多帧复制和MAC地址表不稳定等现象 严重影响网络正常运行 环路问题的解决 主要链路正常时 断开备份链路 主要链路出故障时 自动启用备份链路 课程议题 交换网络中的冗余链路生成树协议STP快速生成树协议RSTP配置STP RSTP以太网链路聚合 生成树协议 生成树协议 spanning treeprotocol 由IEEE802 1d标准定义 生成树协议实现了在交换网络中通过SPA 生成树算法 生成一个没有环路的网络 当主要链路出现故障时 能够自动切换到备份链路 保证网络的正常通信 生成树协议的作用是为了提供冗余链路 解决网络环路问题 BPDU 网桥协议数据单元 ForwardDelay HelloTime MaximumTime MessageAge PortID BridgeID CostofPath RootID Flags MessageType Version ProtocolID RootID 由2字节优先级和6字节MAC组成 CostofPath 路径开销是从Switch到RootBridge的方向叠加的 MaximumTime 当一段时间未收到任何BPDU 生存期达到MaxAge时 网桥则认为该端口连接的链路发生故障 默认20秒 HelloTime 发送BPDU的周期 默认2秒 PortID 端口信息由1字节端口优先级和1字节端口ID组成 ForwardDelay BPDU全网传输延迟 默认15秒 生成树工作机制 1 网络中选择了一个交换机为根交换机 RootBridge 2 每个交换机都计算出了到根交换机 RootBridge 的最短路径 3 所有非根交换机都有一个根口 RootPort 即提供最短路径到根交换机 RootBridge 的端口 4 每个LAN都有了指定交换机 DesignatedBridge 位于该LAN与根交换机之间的最短路径中 指定交换机和LAN相连的端口称为指定端口 Designatedport 6 其他的冗余端口就处于阻塞状态 Blocking或Discarding 5 根口 Rootport 和指定端口 Designatedport 进入转发Forwarding状态 生成树协议的工作过程 switchA switchC switchB 1 选举根交换机 RootBridge BPDU BPDU BPDU A为根交换机 2 所有非根交换机选择一条到达根交换机的最短路径 此为最短路径 此为最短路径 3 所有非根交换机产生一个根端口 根端口 4 每个LAN确定指定端口 指定端口 5 将所有根端口和指定端口设为转发状态 6 将其他端口设为阻塞状态 根交换机的选择 BridgeID最小的交换机为根交换机 BridgeID 每个交换机唯一的桥ID 由交换机优先级和Mac地址组合而成 交换机优先级和Mac地址越小则BridgeID就越小 最短路径的选择 1 比较本交换机到达根交换机路径的开销 选择开销最小的路径 带宽IEEE802 1dIEEE802 1t 10Mbps1002000000100Mbps192000001000Mbps420000 最短路径的选择 假设SwA为根交换机 最短路径的选择 2 如果路径开销相同 则比较发送BPDU交换机的BridgeID Mac 00d0f80000f1 SwC SwB SwD SwA Mac 00d0f80000d1 Mac 00d0f80000f2 最短路径的选择 3 如果发送者BridgeID相同 即同一台交换 则比较发送者交换机的portID Mac 00d0f80000f1 SwC SwB SwD SwA Mac 00d0f80000d1 f0 1 f0 2 PortID 端口信息由1字节端口优先级和1字节端口ID组成 最短路径的选择 4 如果发送者PortID相同 则比较接收者的portID 生成树协议端口的状态 生成树经过一段时间 默认值是50秒左右 稳定之后 所有端口要么进入转发状态 要么进入阻塞状态 课程议题 交换网络中的冗余链路生成树协议STP快速生成树协议RSTP配置STP RSTP以太网链路聚合 快速生成树协议RSTP RapidSpannningTreeProtocol IEEE802 1wRSTP协议在STP协议基础上做了三点重要改进 使得收敛速度快得多 最快1秒以内 IEEE802 1w 快速生成树协议 第一点改进 为根端口和指定端口设置了快速切换用的替换端口 AlternatePort 和备份端口 BackupPort 两种角色 当根端口 指定端口失效的情况下 替换端口 备份端口就会无时延地进入转发状态 第二点改进 在只连接了两个交换端口的点对点链路中 指定端口只需与下游交换机进行一次握手就可以无时延地进入转发状态 第三点改进 直接与终端相连而不是把其他交换机相连的端口定义为边缘端口 EdgePort 边缘端口可以直接进入转发状态 不需要任何延时 RSTP相对于STP的改进 端口角色和端口状态 Rootport具有到根交换机的最短路径的端口 Designatedport每个LAN的通过该口连接到根交换机 Alternateport根端口的替换口 一旦根端口失效 该口就立刻变为根端口 BackupportDesignatedport的备份口 当一个交换机有两个端口都连接在一个LAN上 那么高优先级的端口为Designatedport 低优先级的端口为Backupport Undesignatedport当前不处于活动状态的口 即OperState为down的端口都被分配了这个角色 拓扑变化机制 拓扑改变消息 3 1 2 整个网络拓朴稳定为一个树型结构就大约需要1秒 2 RSTP协议提供了protocol migration功能来强制发RSTPBPDU RSTP与STP的兼容性 802 1s MSTP instance 一台交换机的一个或多个vlan的集合MSTregion 有着相同instance配置的交换机组成的域 运行独立的生成树 IST internalspanning tree CST commonspanningtree 多个MSTregion组合 既避免了环路的产生 也能让相同vlan间的通讯不受影响 MSTP技术 VLAN1 VLAN1 VLAN2 VLAN2 A B C D Mstregion1 Mstregion2 CST 课程议题 交换网络中的冗余链路生成树协议STP快速生成树协议RSTP配置STP RSTP以太网链路聚合 生成树协议的配置 开启生成树协议Switch config Spanning tree如果您要关闭SpanningTree协议 可用nospanning tree全局配置命令进行设置 生成树协议的配置 配置生成树协议的类型Switch config Spanning treemodestp rstp mstp注 锐捷全系列交换机默认使用MSTP协议 配置交换机优先级 配置交换机优先级Switch config spanning treepriority 0 或 4096 的倍数 共16个 缺省32768 如果要恢复到缺省值 可用nospanning treepriority全局配置命令进行设置 配置交换机端口优先级 配置端口优先级Switch config if spanning treeport priority 0 或 16 的倍数 共16个 缺省128 如果要恢复到缺省值 可用nospanning treeport priority接口配置命令进行设置 STP RSTP信息显示 Switch showspanning tree 显示交换机生成树的状态Switch showspanning treeinterfacefa0 1 显示交换机接口的状态 SpanningTree的缺省配置 关闭STP 且STPPriority是32768 STPportPriority是128 STPportcost根据端口速率自动判断 HelloTime2秒 Forward delayTime15秒 Max ageTime20秒 可通过spanning treereset命令让spanningtree参数恢复到缺省配置 配置STP RSTP 课程议题 交换网络中的冗余链路生成树协议STP快速生成树协议RSTP配置STP RSTP以太网链路聚合 交换网络问题 对于局域网交换机之间以及从交换机到高需求服务的许多网络连接来说 100M甚至1Gbps的带宽是不够的 瓶颈 100M链路 100M 1000M链路 链路聚合 端口聚合将交换机上的多个端口在物理上连接起来 在逻辑上捆绑在一起 形成一个拥有较大宽带的端口 形成一条干路 可以实现均衡负载 并提供冗余链路 802 3ad标准定义了如何将两个以上的以太网链路组合起来为高带宽网络连接实现负载共享 负载平衡以及提供更好的弹性 链路聚合 802 3ad的主要优点 1 链路聚合技术 也称端口聚合 AP 帮助用户减少带宽瓶颈的压力 2 链路聚合标准在点到点链路上提供了固有的 自动的冗余性 流量平衡 Aggregateport AP 根据报文的源MAC地址 目的MAC地址或IP地址进行流量平衡 即把流量平均地分配到AP的成员链路中去 配置aggregateport的注意事项 1 组端口的速度必须一致 2 组端口必须属于同一个VLAN 3 组端口使用的传输介质相同 4 组端口必须属于同一层次 并与AP也要在同一层次 配置aggregateport 将该接口加入一个AP 如果这个AP不存在 则同时创建这个AP Switch configureterminalSwitch config interfaceinterface idSwitch config if range port groupport group number 配置三层aggregate Switch config interfaceaggregate portport numberSwitch config if noswitchportSwitch config if ipaddress192 168 1 1255 255 255 0 配置AP的流量平衡算法 Switch config agg